- •Исходные данные для расчета 40
- •Исходные данные для проектирования
- •1 Компоновка поперечной рамы
- •1.1 Определение размеров колонн по высоте
- •1.2 Привязка колонн. Выбор типов колонн и назначение размеров поперечных сечений колонн
- •1.3 Выбор и компоновка стенового ограждения и покрытия
- •2 Обеспечение пространственной жесткости здАния
- •3 Сбор нагрузок на поперечную раму
- •3 .1 Расчетная схема поперечной рамы
- •3.2 Определение постоянных нагрузок на поперечную раму
- •4 Статический расчет поперечной рамы
- •4.1 Определение усилий
- •4.2 Сочетание усилий в расчетных сечениях крайней колонны
- •5 Проектирование стропильной конструкции
- •5.1 Исходные данные для расчета
- •5.2 Материалы
- •5.3 Статический расчет
- •5.3.1 Нормативные нагрузки
- •5.3.2 Расчетные нагрузки
- •Расчёт усилий в элементах фермы от постоянной и временной нагрузок
- •5.4 Расчет нижнего пояса
- •5.4.1 Расчет по первой группе предельных состояний
- •5.4.2 Расчет по второй группе предельных состояний a) Определение предварительного напряжения напрягаемой арматуры, расчётных усилий в нижнем поясе, площади приведённого поперечного сечения
- •Б) Первые потери
- •В) Вторые потери
- •Г) Определение усилия обжатия бетона
- •Д) Расчёт по образованию трещин
- •5.5 Расчет верхнего пояса
- •5.6 Расчет раскосов
- •А) Расчет по прочности
- •Б) Расчет по раскрытию трещин
- •5.7 Расчет стоек
- •В) Расчёт поперечной арматуры на прочность по наклонному сечению на действие изгибающего момента
- •5.8.2 Узел 2 – промежуточный верхний узел а) Расчёт поперечной арматуры
- •Б) Расчёт окаймляющих стержней
- •6 Проектирование колонны
- •6.1 Исходные данные
- •6.2 Расчет прочности нормальных сечений колонны в плоскости рамы
- •6.2.1 Определение расчетных длин и минимальной площади продольной арматуры
- •6.2.2 Расчет надкрановой части колонны
- •6.2.3 Расчет подкрановой части колонны
- •6.3 Расчет прочности нормальных сечений колонны из плоскости рамы
- •6.3.1 Определение расчетных длин
- •6.3.2 Расчет надкрановой части колонны
- •6.3.3 Расчет подкрановой части колонны
- •6.4 Расчет подкрановой консоли колонны а) Расчёт продольной арматуры
- •Б) Расчёт поперечной арматуры
- •6.5 Конструирование колонны сплошного прямоугольного сечения
- •7 Проектирование фундамента
- •7.1 Исходные данные для расчета
- •7.2 Предварительный выбор основных размеров фундамента
- •7.2.1 Глубина заложения фундамента
- •7.2.2 Размеры стаканной части фундамента
- •7.2.3 Размеры подошвы фундамента
- •7.3 Расчет и конструирование плитной части фундамента
- •7.3.1 Конструирование плитной части фундамента
- •7.3.2 Проверка плитной части фундамента на продавливание
- •А) Расчет на продавливание фундамента колонной дна стакана
- •Б) Расчет на раскалывание фундамента
- •В) Проверка ступени по прочности на продавливание
- •7.3.3 Армирование подошвы фундамента
- •7.4 Расчёт и конструирование подколонника
- •7.4.1 Проверка прочности подколонника по нормальным сечениям
- •А) Сечение 1-1
- •Б) Сечение 2-2
- •7.4.2 Проверка прочности подколонника по наклонным сечениям
- •7.4.3 Армирование подколонника
- •Список использованных источников
7 Проектирование фундамента
7.1 Исходные данные для расчета
Для проектируемого здания применены отдельные железобетонные фундаменты ступенчатого типа под колонны из бетона класса В20 армированные арматурой класса А400.
Характеристики арматуры класса А400:
Rs = 355 МПа; Rsc = 355 МПа; Rsw = 285 МПа; Es = 200000 МПа.
Характеристики бетона класса В20:
Rbt.ser = 1.35 МПа; Rb.ser = 15 МПа; Rbt = 0.9 МПа; Rb = 11.5 МПа; γb2 = 0.9; Eb = 27500 МПа.
Расчетное сопротивление грунта – R0 = 0.2 МПа.
Расчетные и нормативные усилия на уровне обреза фундамента (сечение 4-4):
Мmax = 322.5 кН*м;
Nсоот = 734.7 кН;
Qсоот = 38.9 кН;
Мser = Мmax / 1.15 = 322.5 / 1.15 = 280.4 кН*м;
Nо ser = Nсоот / 1.15 = 734.7 / 1.15 = 638.9 кН;
Qser = Qсоот / 1.15 = 38.9 / 1.15 = 33.8 кН.
7.2 Предварительный выбор основных размеров фундамента
7.2.1 Глубина заложения фундамента
Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов:
dfn = d0 * Мt0.5,
где d0 = 0.23 – для суглинков и глин;
Mt = 18.5 + 22.3 + 17.2 = 58 – коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе.
dfn = 0.23 * 580.5 = 1.75 м.
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта:
df = kh * dfn,
где kh = 0.5 – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания без подвалов при температуре внутреннего воздуха +20оС.
df = 0.5 *·1.75 = 0.875 м.
Предварительно принимаем минимальную глубину заложения фундаментов: d = 1.65 м.
7.2.2 Размеры стаканной части фундамента
Величина заделки сплошной колонны в фундамент:
hз = hкол = 0.8 м.
Глубина стакана:
hс = hз + 0.05,
hс = 0.8 + 0.05 = 0.85 м.
Принимаем hс = 0.95 м, тогда hз = 0.9 м.
Минимальная высота фундамента:
Hf min = hс + 0.2,
Hf min = 0.95 + 0.2 = 1.15 м.
Принимаем для дальнейшего расчета высоту фундамента: Hf = 1.5 м.
Минимальные длина и ширина подоколонника:
lп = hкол + 2 * 0.075 + 2 * lw,
bп = bкол + 2 * 0.075 + 2 * bw,
где lw = bw = 0.175 м – минимальные толщины стенок стакана расположенные соответственно параллельно и перпендикулярно плоскости действия изгибающего момента.
lп = 0.8 + 2 * 0.075 + 2 * 0.175 = 1.3 м,
bп = 0.4 + 2 * 0.075 + 2 * 0.175 = 0.9 м.
Принимаем следующие размеры подоколонника:
lп = 1.5 м,
bп = 0.9 м.
Толщина стенки стакана расположенной параллельно плоскости действия изгибающего момента:
lw = (lп - hкол - 0.15) / 2,
lw = (1.5 - 0.8 - 0.15) / 2 = 0.275 м.
Толщина стенки стакана расположенной перпендикулярно плоскости действия изгибающего момента:
bw = (bп - bкол - 0.15) / 2,
bw = (0.9 - 0.4 - 0.15) / 2 = 0.175 м.
7.2.3 Размеры подошвы фундамента
Расчетное значение момента на уровне подошвы фундамента:
М = Мmax + Qсоот * Hf,
М = 322.5 + 38.9 * 1.5 = 380.85 кН*м.
Длина и ширина подошвы:
l = (Nо ser / (m * (R0 - * d))0.5, b = l * m,
l = (638.9 / (0.6 * (200 - 20 * 1.65)))0.5 = 2.53 м,
b = 2.53 * 0.6 = 1.52 м.
Принимаем предварительно размеры подошвы: l = 2.7 м, b = 2.1 м.
Для внецентренно нагруженного фундамента должны выполняться следующие условия:
1) для среднего давления:
Р < R0,
где Р – среднее давление на грунт:
Р = Nser / (b * l),
Nser – сила под подошвой фундамента:
Nser = * b * l * d + Nо ser,
Nser = 20 * 2.1 * 2.7 * 1.65 + 638.9 = 826.01 кН.
Р = 826.01 / (2.1 * 2.7) = 145.68 кПа < R0 = 200 кПа - условие выполняется.
2) для максимального краевого давления при эксцентриситете относительно одной главной оси инерции подошвы фундамента:
Pmax 1.2 * R0,
где Pmax – максимальное давление на грунт:
Pmax = Nser / (b * l) + Мser / (b * l2 / 6),
Pmax = 826.01 / (2.1 * 2.7) + 280.4 / (2.1 * 2.72 / 6) = 255 кПа.
Pmax = 255 кПа > 1.2 * R0 = 1.2 * 200 = 240 кПа - условие не выполняется, принимаем размеры подошвы: l = 3 м, b = 2.4 м.
1) Сила под подошвой фундамента:
Nser = 20 * 2.4 * 3 * 1.65 + 638.9 = 876.5 кН.
Среднее давление на грунт:
Р = 876.5 / (2.4 * 3) = 121.74 кПа < R0 = 200 кПа - условие выполняется.
2) Максимальное давление на грунт:
Pmax = 876.5 / (2.4 * 3) + 280.4 / (2.4 * 32 / 6) = 199 кПа < 1.2 * R0 = 1.2 * 200 = 240 кПа - условие выполняется, принимаем окончательно: l = 3 м, b = 2.4 м.